Lingua umana stampata in 3D: il risultato è impressionante! Stesse proprietà di quella reale: ecco come è stata fatta

Lingua umana stampata in 3D: il risultato è impressionante! Stesse proprietà di quella reale: ecco come è stata fatta

Arriva dalla Scozia la prima lingua stampata in 3D con proprietà fisiche e biomeccaniche molto simili a quelle di una lingua reale: sarà utile nella ricerca alimentare e farmacologica

di pubblicata il , alle 14:51 nel canale Scienza e tecnologia
 

Un gruppo di scienziati della University of Leeds assieme all'University of Edinburgh sono riusciti a realizzare una stampa 3D di un oggetto con proprietà superficiali simili a quelli di una lingua umana, dimostrando che il materiale utilizzato, un tipo di silicone, riesce ad imitare efficacemente la topologia, l'elasticità e la capacità di essere inumidita di una lingua. Riuscendo in questo modo a studiare meglio fattori fondamentali come ad esempio il modo in cui il cibo o la saliva interagiscono con la lingua, gli scienziati ritengono che quanto da loro realizzato potrà consentire di testare nuove tecnologie nutrizionali, approfondire le proprietà di elaborazione degli alimenti e sperimentare farmaci che combattono la secchezza delle fauci.

La complessità della superficie linguale ha rappresentato una sfida particolarmente ostica nei tentativi di replica artificiale, rallentando e ostacolando lo sviluppo di trattamenti e terapie efficaci di lunga durata per la sindrome della secchezza delle fauci, che colpisce il 10% della popolazione complessiva e il 30% degli anziani.

Lingua stampata in 3D: nuove possibilità nel campo della ricerca alimentare e farmaceutica

Si tratta di un lavoro che è stato possibile condurre grazie alla sinergia di alcune competenze peculiari in vari rami del conoscere: scienza dei colloidi alimentari, fisica della materia morbida, odontoiatria, ingegneria meccanica e informatica. Efren Andablo-Reyes, principale autore dello studio pubblicato sulla rivista ACS Applied Materials & Interfaces, ha commentato:

"Ricreare la superficie di una lingua umana media comporta sfide architettoniche uniche. Centinaia di piccole strutture simili a boccioli chiamate papille conferiscono alla lingua la sua caratteristica consistenza ruvida che, in combinazione con la natura morbida del tessuto, creano un paesaggio complicato da una prospettiva meccanica. Abbiamo concentrato la nostra attenzione sulla sezione dorsale anteriore della lingua dove alcune di queste papille contengono recettori del gusto, mentre molte di loro mancano di tali recettori. Entrambi i tipi di papille svolgono un ruolo fondamentale nel fornire il giusto attrito meccanico per aiutare la lavorazione del cibo in bocca con la quantità adeguata di saliva, fornendo una piacevole percezione della sensazione in bocca e un'adeguata lubrificazione per la deglutizione. Abbiamo mirato a replicare queste caratteristiche meccanicamente rilevanti della lingua umana in una superficie che è facile da usare in laboratorio per replicare le condizioni di lavorazione orale".

I ricercatori hanno dapprima raccolto le impronte in silicone della superficie della lingua di quindici persone adulte. Le impronte sono state scansionate in 3D così che sia stato possibile effettuare una mappatura accurata delle dimensioni delle papille, della loro densità e della rugosità media dei 15 campioni, scoprendo che in generale la trama di una lingua umana non segue alcun pattern ma è, anzi, per lo più frutto del caso.

Sfruttando simulazioni al computer e modelli matematici, i ricercatori hanno realizzato una superficie artificiale stampata in 3D che potesse funzionare come stampo e, per questo, caratterizzata da numerosi avvallamenti con la forma e le dimensioni delle papille distribuite casualmente sulla superficie e con la corretta densità.

Tra l'altro proprio la distribuzione casuale delle papille sulla superficie della lingua sembra giocare un ruolo chiave per le capacità sensoriali dell'organo. Rik Sakar, coautore della pubblicazione e responsabile della School of Informatics dell'Università di Edimburgo, ha spiegato:

“Abbiamo definito un nuovo concetto chiamato probabilità di collisione per misurare il rilevamento meccanico che avrà un grande impatto in quest'area. In futuro, utilizzeremo una combinazione di apprendimento automatico e topologia computazionale per creare modelli linguistici di diversi individui sani e malati per affrontare varie condizioni orali ".

La superficie artificiale è stata stampata in 3D presso la School of Mechanical Engineering di Leeds. I ricercatori hanno poi dovuto sperimentare diversi fluidi complessi per garantire che la possibilità di inumidire la superficie stampata e la lubrificazione fossero confrontabili con quelle della lingua umana.

Il ricercatore principale Anwesha Sarkar, professore di colloidi e superfici a Leeds, ha dichiarato:

“Riteniamo che la fabbricazione di una superficie sintetica con proprietà rilevanti che imita le complesse caratteristiche architettoniche e, cosa più importante, le prestazioni lubrificanti della lingua umana sia fondamentale per acquisire una comprensione quantitativa di come i fluidi interagiscono all'interno della cavità orale. [...] In definitiva, la nostra speranza è che la superficie che abbiamo progettato possa essere importante per comprendere come la biomeccanica della lingua sia alla base dei fondamenti dell'alimentazione umana e della parola.

Questo progetto ha ricevuto finanziamenti dal Consiglio europeo della ricerca (CER) nell'ambito del programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell'Unione europea. Dall'inizio della pandemia COVID-19 e con le conseguenti misure di distanziamento sociale, le attività di test e sperimentazione di alimenti e farmaci sui consumatori ha subito una battuta d'arresto. La possibilità di realizzare una lingua artificiale in grado di imitare in tutti gli aspetti il comportamento e le proprietà di una lingua naturale è una strada che può aiutare la ripresa delle attività di ricerca e ridurre la dipendenza dalla sperimentazione sugli esseri umani, almeno nelle fase iniziali.

6 Commenti
Gli autori dei commenti, e non la redazione, sono responsabili dei contenuti da loro inseriti - info
lucusta29 Ottobre 2020, 19:20 #1
ricerca più utile ai produttori di sex toys...
kamon29 Ottobre 2020, 19:28 #2
Originariamente inviato da: lucusta
ricerca più utile ai produttori di sex toys...


Mi hai bruciato la battuta... Ma la mia era meglio! Dovrete credermi sulla parola.
robweb229 Ottobre 2020, 20:45 #3
Al termine della stampa il primo test è stato fatto da uno dei ricercatori che ha
Limonato con la stampante.
NIO7230 Ottobre 2020, 10:29 #4
zanialex30 Ottobre 2020, 11:07 #5

Baggianate!!!

La lingua dell'uomo è piena di terminazioni nervose e neppure tra 3mila anni si potrà replicare in modo identico.
Capisco che non tutti credono in Dio però dobbiamo essere concordi nel dire che una stampante 3D non riuscirà mai ricreare una cosa così complessa.
Fos02 Novembre 2020, 10:21 #6
Originariamente inviato da: zanialex
Capisco che non tutti credono in Dio però dobbiamo essere concordi nel dire che una stampante 3D non riuscirà mai ricreare una cosa così complessa.
Capisco che l'onnipresente sia come il cacio... ma dovremmo concordare che almeno in questo caso poteva rimanere a casa (in testa).

Devi effettuare il login per poter commentare
Se non sei ancora registrato, puoi farlo attraverso questo form.
Se sei già registrato e loggato nel sito, puoi inserire il tuo commento.
Si tenga presente quanto letto nel regolamento, nel rispetto del "quieto vivere".

La discussione è consultabile anche qui, sul forum.
 
^